小麦粉熟化过程中脂类变化规律研究

陈艳艳,郁映涛,张慧慧,安馨,巩薇,王金水*

(河南工业大学 生物工程学院,河南 郑州 450001)

摘 要:探究小麦粉熟化过程中脂质含量变化,粗脂肪甘油酯、脂肪酸组成与含量变化,代谢产物过氧化值、共轭二烯、丙二醛含量变化规律。结果表明:小麦粉熟化过程中总脂肪和结合态脂肪含量总体呈现下降趋势,游离态脂肪含量在熟化前期(0~30 d)呈现下降趋势,而在熟化后期(30 ~60 d)变化较小,脂肪不断消耗;甘油三酯最终水解为甘油一酯和脂肪酸,脂肪酸呈现先降后升的趋势;小麦粉中脂肪酸组成主要为亚油酸,随熟化时间的延长,25、40 ℃条件下亚油酸含量先降低后升高再降低,15 ℃亚油酸含量先降低后升高;小麦粉熟化温度越高,共轭二烯和过氧化值升高越快,而丙二醛含量与温度呈负相关。

关键词:小麦粉;脂质;熟化;脂肪酸;代谢产物

小麦是世界上最主要的粮食作物之一,为全球数十亿人口提供了丰富的食物来源。小麦可以制成各种食品,如面包、面条、饼干、馒头等[1]。因新磨的小麦粉水分含量高、筋度低、风味不足,需要经过一段时间的熟化过程,熟化后的小麦粉提高了筋度和口感,增加面粉的稳定性,提高面粉的加工性能,增加面粉的保鲜期[2-3]。脂肪是人体的三大营养物质之一,小麦中脂肪含量少,但脂肪的水解氧化决定了小麦粉的加工品质、感官特性和营养价值[4]

在熟化过程中,小麦粉脂质会发生氧化反应,影响脂质氧化速率的因素有温度、湿度、氧气含量、光照强度和熟化时间[5]。脂质氧化的途径主要有自动氧化、酶促氧化、光氧化、热氧化等,这些都是脂质氧化的主要途径。氧化过程会产生一些不良的化学物质,如过氧化物、醛类、酮类等[6-7]。这些物质会影响小麦粉的品质和口感,使小麦粉变得苦涩、难闻,并降低其营养价值。Jensen 等[8]、Ning 等[9]研究指出在氧化的早期阶段,氢过氧化物作为初级氧化产物产生。因性质不稳定,可以分解为烷氧基自由基和羟基自由基,过氧化物是早期氧化的传统参数之一,已被用于表示面粉中的脂质氧化,在氧化的最后阶段,形成非自由基的二次氧化产物,导致小麦粉产生异味。Salman 等[10]研究发现,储藏过程中脂肪酸值的变化率更能准确地反映小麦粉的品质,而且储存温度越高,水解脂肪的速度就越快,脂肪酸值的上升速度就越快。

目前,关于小麦粉熟化过程中脂类物质变化的研究较少,且缺乏系统性和综合性。本研究测定不同温度和熟化时间条件下小麦粉脂质含量变化、粗脂肪甘油酯组成及相对含量变化、脂肪酸组成及含量变化,代谢产物过氧化值、共轭二烯、丙二醛含量变化,系统地阐述小麦粉熟化过程中脂质变化规律,以期为小麦粉的熟化及加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中筋小麦粉:郑州金苑面粉公司;乙醚、石油醚、氯仿、吡啶、正辛酸、乙酸铜、氯化亚铁、三氯乙酸、硫氰酸钾、正己烷(色谱级)、甲醇(色谱级):天津市科密欧化学试剂有限公司;1,1,3,3-四乙氧基丙烷、14% BF3-CH3OH、硫代巴比妥酸:上海麦克林生化科技股份有限公司;37 种脂肪酸甲酯混合标准品:上海安谱璀世标准技术服务有限公司。以上试剂除特殊说明外均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平(CP1502):赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;双层恒温摇床(HZQ-F160):常州金坛精达仪器制造有限公司;旋转蒸发仪(RE52CS):上海亚荣生化仪器厂;紫外可见分光光度计(P4):上海美普达仪器有限公司;全自动气相色谱仪(Nexis GC-2030):日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 小麦粉的熟化

中筋小麦粉轻轻倒入自封袋中密封,在15、25、40 ℃3 种温度下分别熟化60 d,每隔10 d 取样,置于恒温4 ℃冰箱中冷藏备用。

1.3.2 脂肪含量测定

参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》,游离态脂肪含量测定采用索氏抽提法,试样用石油醚抽提;采用酸水解法测定总脂肪含量,试样经盐酸水解后用乙醚提取。

1.3.3 粗脂肪甘油酯组成及含量分析

样品处理方法参考Yang 等[11]的方法,气相色谱分析条件:RXI-1HT 色谱柱(30 m×0.25 mm×0.10 μm),氢火焰离子化检测器,升温程序:初温维持在100 ℃1 min,50 ℃/min 升至220 ℃,2min;15 ℃/min 升至290 ℃,2 min;40 ℃/min 升至320 ℃,6 min;最后20 ℃/min升至360 ℃,维持16 min;进样品口温度350 ℃,分流比例20∶1,检测温度350 ℃,高纯载气流速4 mL/min,氢气流速30 mL/min,空气流速300 mL/min。

1.3.4 脂肪酸组成及含量分析

分析样品处理方法参考黄倩[12]的方法,气相色谱分析条件:HP-88(100 m×0.25 mm×0.20 μm)色谱柱,氢火焰离子化检测器温度260 ℃,高纯载气流速1 mL/min,进样器温度260 ℃,分流比50∶1,升温程序:初温140 ℃维持5 min,4 ℃/min 升至240 ℃维持20 min。

1.3.5 过氧化值测定

参照GB/T 5009.37—2003《食用油卫生标准的分析方法》中第二法,将1.0 g 样品,加入5 mL 三氯甲烷-甲醇(7∶3,体积比),旋涡2 min,在10 000 r/min 离心5 min 后取全部的上清液置于10 mL 比色管中,用三氯甲烷-甲醇(7∶3,体积比)定容。分别加入氯化亚铁水溶液(3.5 g/L)和硫氰酸钾水溶液(300 g/L)各50 μL,摇匀后反应5 min,于500 nm 处测量吸光度。

1.3.6 共轭二烯测定

共轭二烯值含量的测定参照GB/T 22500—2008《动植物油脂紫外吸光度的测定》,采用10 mm 比色皿在232 nm 处测定浓度为1 g/100 mL 的样品浓度的吸光度。

1.3.7 丙二醛含量测定

参照GB/T 5009.181—2016《食品安全国家标准食品中丙二醛的测定》中第二法测定丙二醛含量,将丙二醛与硫代巴比妥酸作用,经三氯乙酸溶液提取后生成粉红色化合物,在532 nm 波长测定其吸光度,并与标准系列比较定量。

1.4 数据处理

上述所有试验均进行3 次及以上的重复,取平均值。利用SPSS 27 软件进行显著性分析(Duncan 多重检验,P<0.05);采用Origin 2021 软件作图。

2 结果与分析

2.1 小麦粉熟化期间脂肪含量变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉脂肪含量变化规律如表1 所示。

表1 小麦粉熟化期间脂肪含量变化
Table 1 Changes in fat content of wheat flour during maturation

注:不同字母表示同一熟化温度、不同熟化时间差异显著(P<0.05)。

熟化温度/℃15 25 40熟化时间/d 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60总脂肪/%2.14±0.14a 2.07±0.10ab 2.01±0.06abc 1.87±0.02abc 1.89±0.04bc 1.86±0.04c 1.83±0.05c 2.14±0.14a 2.06±0.07ab 1.99±0.10abc 1.90±0.06bc 1.89±0.04bc 1.83±0.04c 1.79±0.10c 2.14±0.14a 2.04±0.06bc 1.99±0.07bc 1.89±0.07bc 1.89±0.00bc 1.81±0.02c 1.81±0.08c游离态脂肪/%1.64±0.04a 1.26±0.02c 1.24±0.02c 1.20±0.00c 1.33±0.03b 1.33±0.04b 1.21±0.04c 1.64±0.04a 1.20±0.00bc 1.13±0.02c 1.23±0.02b 1.23±0.04b 1.25±0.03b 1.24±0.02b 1.64±0.04a 1.33±0.03b 1.26±0.04bc 1.21±0.00c 1.23±0.02c 1.23±0.02c 1.27±0.05bc结合态脂肪/%0.49±0.04d 0.81±0.08a 0.77±0.04ab 0.67±0.02bc 0.56±0.03cd 0.53±0.02cd 0.61±0.03cd 0.49±0.04d 0.86±0.04a 0.86±0.08ab 0.67±0.08bc 0.66±0.00cd 0.58±0.00cd 0.54±0.08d 0.49±0.04b 0.71±0.04a 0.74±0.03a 0.68±0.07a 0.66±0.02a 0.59±0.00a 0.54±0.06a

脂质分为游离态脂肪和结合态脂肪,游离态脂肪主要包括甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯、游离脂肪酸等非极性脂和糖脂、磷脂等极性脂。结合态脂肪是指与小麦粉中蛋白、淀粉结合的所有脂质,包括淀粉脂、非淀粉脂中呈结合态的磷脂、糖脂等[13]

由表1 可知,40 ℃温度下小麦粉的变化趋势,随着熟化时间的延长,总脂肪含量呈现逐渐下降趋势,结合态脂肪含量在0~20 d 时迅速升高,后逐渐降低,游离态脂肪含量0~10 d 急速降低,之后游离态脂肪含量无显著性差异,这与黄倩[12]的研究结果基本一致。15、25 ℃温度下总脂肪含量呈现单调下降的趋势,游离态脂肪熟化初期含量逐渐降低,熟化后期40 d 时,15 ℃条件下的游离态脂肪含量开始升高,有显著性差异(P<0.05),结合态脂肪含量在20 d 时开始逐渐降低。这可能是因为小麦粉熟化过程中,脂质不断发生自动氧化、酶促氧化、光氧化、热氧化被消耗,造成总脂肪含量的降低[14]。结合态脂肪与游离态脂肪互相转化,在熟化初期游离态脂肪被脂肪酶水解为游离脂肪酸,游离脂肪酸氧化为较稳定的结合态脂肪酸,导致结合态脂肪含量升高,随着熟化时间的延长,结合态脂肪也会转变为游离态脂肪。

2.2 小麦粉熟化期间粗脂肪甘油酯组成及含量变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉粗脂肪甘油酯组成及含量变化规律如图1 所示。

图1 小麦粉熟化过程中脂类物质中甘油酯含量变化规律
Fig.1 Changes of triglyceride content in lipid substances during wheat flour maturation

大写字母表示相同熟化时间下不同熟化温度的显著性分析;小写字母表示不同熟化时间下同一温度的显著性分析;不同字母表示差异显著(P<0.05)。

小麦粉在熟化过程中,脂类中的甘油三酯在脂肪酶和水催化作用下,水解为甘油二酯和脂肪酸;甘油二酯继续被水解,转化为甘油一酯和脂肪酸[15]

由图1 可知,粗脂肪甘油酯由甘油三酯、甘油二酯、甘油一酯和脂肪酸组成。甘油三酯含量呈现下降趋势,不同温度条件下甘油三酯最大水解程度依次为3.02%、3.36%、5.03%;15 ℃条件下小麦粉熟化20 d 时甘油二酯含量最高,小麦粉随熟化时间的延长,甘油二酯含量无显著性差异(P<0.05),熟化20 d、25、40 ℃条件下甘油二酯含量升高,20~40 d 甘油二酯含量依次降低1.88%、2.92%,50~60 d 甘油二酯含量升高;小麦粉中甘油一酯含量相对较低,随着熟化时间的延长,甘油一酯含量无显著性差异;脂肪酸含量总体呈现增加的趋势,15、25 ℃在熟化10 d 是降低的之后含量升高,最大的增加速度为2.90%、4.02%,40 ℃时在熟化0~20 d脂肪酸含量下降速率为23.42% ,20~50 d 时含量升高45.14%。这可能因为熟化前期甘油三酯在脂肪酶的作用下主要分解成甘油二酯,熟化后期甘油二酯向甘油一酯转化,甘油一酯在脂肪氧合酶的作用下氧化为氢过氧化物;熟化中小麦粉的游离脂肪酸处于水解变化中,甘油酯在脂肪酶的水解作用下产生游离脂肪酸,游离脂肪酸在脂肪氧化酶的作用下氧化生成氢过氧化物;小麦粉熟化前期甘油酯水解水平低于脂肪酸氧化水平,一方面因为脂肪酸被脂肪氧合酶氧化为氢过氧化物,另一方面脂肪酸被氧化,生成较为稳定的结合态脂肪肪酸,从而造成结合态脂肪的升高,熟化后期甘油酯水解水平高,脂肪氧合酶活性下降,脂肪酸含量升高。

2.3 小麦粉熟化期间脂肪酸组成及含量变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉脂肪酸组成及含量变化规律如图2 和表2 所示。

图2 小麦粉样品游离脂肪酸气相色谱图
Fig.2 Gas chromatogram of free fatty acids in wheat flour samples

表2 小麦粉熟化过程脂肪酸组成的含量变化
Table 2 Changes of fatty acid composition during wheat flour maturation

熟化温度/℃15熟化时间/d 0 10 20 30 40 50 60 25 0 10 20 30 40棕榈酸C16:0 16.92±0.07Aa 17.35±0.04Ab 17.31±0.02Cb 17.38±0.03Bb 17.37±0.07Bb 17.39±0.02Ab 17.41±0.04Bb 16.92±0.07Ad 17.39±0.01Ab 17.58±0.00Ba 17.48±0.05Bab 16.97±0.02Ccd硬脂酸C18:0 0.96±0.02Ac 1.08±0.10Ab 1.14±0.03Aab 1.15±0.02Bab 1.24±0.02Aa 1.12±0.00Ab 1.15±0.02ABab 0.96±0.02Ad 1.14±0.00Abc 1.16±0.01Ab 1.24±0.02Aa 1.11±0.04Bbc油酸C18:1 15.09±0.06Aa 14.80±0.12Ac 14.94±0.05Abc 14.94±0.00Abc 14.99±0.01Aab 15.00±0.06Aab 14.9±0.01ABbc 15.09±0.06Aa 14.82±0.01Aab 14.85±0.01Aab 14.73±0.00Abc 14.38±0.09Cd亚油酸C18:2 62.93±0.05Aa 62.7±0.24Aab 62.54±0.02Abc 62.45±0.05Abc 62.33±0.09Cc 62.41±0.04Bc 62.5±0.05Bbc 62.93±0.05Ab 62.58±0.02Ac 62.41±0.03Ac 62.54±0.06Ac 63.27±0.05Aab亚麻酸C18:3 4.09±0.03Aa 4.06±0.02Aa 4.07±0.02Aa 4.08±0.01Aa 4.07±0.00Ba 4.08±0.04Ba 4.05±0.01ABa 4.09±0.03Abc 4.07±0.00Abc 4.00±0.01Ac 4.02±0.01Ac 4.27±0.02Aa饱和脂肪酸17.88±0.05Ab 18.43±0.14Aa 18.45±0.05Ca 18.53±0.05Ca 18.62±0.09Aa 18.51±0.02ABa 18.56±0.05Ba 17.88±0.05Ac 18.53±0.01Aa 18.74±0.01Ba 18.71±0.07Ba 18.08±0.02Bbc不饱和脂肪酸82.12±0.05Aa 81.57±0.14Ab 81.55±0.05Ab 81.47±0.05Ab 81.38±0.09Bb 81.49±0.02ABb 81.44±0.06Bb 82.12±0.05Aa 81.47±0.01Ac 81.26±0.01Bc 81.29±0.07Bc 81.92±0.02Aab单不饱和脂肪酸15.09±0.06Aa 14.80±0.12Ac 14.94±0.05Abc 14.94±0.00Abc 14.99±0.01Cab 15.00±0.06Bab 14.9±0.01Abc 15.09±0.06Aa 14.82±0.01Aab 14.85±0.01Aab 14.73±0.00Abc 14.38±0.09Ad多不饱和脂肪酸67.03±0.01Aa 66.77±0.26Aab 66.61±0.00Abc 66.53±0.04Abc 66.40±0.09Ac 66.49±0.08Abc 66.55±0.06ABbc 67.03±0.01Abc 66.65±0.02Acd 66.41±0.02Ad 66.56±0.07Acd 67.54±0.07Ca

续表2 小麦粉熟化过程脂肪酸组成的含量变化
Continue table 2 Changes of fatty acid composition during wheat flour maturation

注:大写字母表示相同熟化时间下不同熟化温度的显著性分析;小写字母表示不同熟化时间下同一温度的显著性分析;不同字母表示差异显著(P<0.05)。

熟化温度/℃25熟化时间/d 50 60 40 0 10 20 30 40 50 60棕榈酸C16:0 17.04±0.15Bcd 17.12±0.10Cc 16.92±0.07Ad 17.46±0.06Ac 18.16±0.11Aa 18.18±0.01Aa 17.57±0.02Abc 17.70±0.12Ab 18.17±0.11Aa硬脂酸C18:0 1.08±0.03Ac 1.10±0.05Bbc 0.96±0.02Ad 1.17±0.02Abc 1.22±0.05Aab 1.17±0.02Bbc 1.10±0.00Bc 1.15±0.03Abc 1.25±0.04Aa油酸C18:1 14.32±0.16Bd 14.47±0.26Bcd 15.09±0.06Aa 14.82±0.06Aab 14.95±0.26Aa 14.87±0.19Aab 14.59±0.04Bc 14.56±0.07Bc 14.97±0.00Aa亚油酸C18:2 63.30±0.26Aa 63.09±0.27Aab 62.93±0.05Aa 62.49±0.00Ab 61.72±0.25Bc 61.87±0.12Bc 62.68±0.06Bab 62.61±0.18Bab 61.82±0.07Cc亚麻酸C18:3 4.26±0.08Aa 4.22±0.14Aab 4.09±0.03Aa 4.06±0.01Aab 3.96±0.08Abc 3.91±0.10Acd 4.05±0.00Bab 3.97±0.04Babc 3.79±0.01Bd饱和脂肪酸18.12±0.18Bb 18.22±0.15Cb 17.88±0.05Ad 18.63±0.04Ac 19.38±0.07Aa 19.34±0.03Aa 18.68±0.02Ac 18.86±0.15Ab 19.41±0.08Aa不饱和脂肪酸81.88±0.18Ab 81.78±0.15Ab 82.12±0.05Aa 81.37±0.04Ab 80.62±0.07Cd 80.66±0.03Cd 81.32±0.02Bb 81.14±0.15Bc 80.59±0.07Cd单不饱和脂肪酸14.32±0.16Ad 14.47±0.26Acd 15.09±0.06Aa 14.82±0.06Aab 14.95±0.26Ba 14.87±0.19Bab 14.59±0.04Bc 14.56±0.07Bc 14.97±0.00Ba多不饱和脂肪酸67.56±0.34Ba 67.31±0.41Bab 67.03±0.01Aa 66.55±0.02Ab 65.68±0.32Ac 65.78±0.22Ac 66.74±0.06Bab 66.58±0.21Bb 65.62±0.08Ac

由图2 可知,小麦粉的脂肪酸物质主要有饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)、单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)和多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)[16-17];其中棕榈酸、硬脂酸为SFA,油酸为MUFA,亚油酸、和亚麻酸为PUFA,其中亚油酸的相对含量最高,其次为棕榈酸和油酸,硬脂酸和亚麻酸含量较低;不同熟化温度和时间的小麦粉样品其脂肪酸组成基本相近,多不饱和脂肪酸含量的下降以及饱和脂肪酸含量的升高可以说明脂质发生了氧化。

由表2 可知,熟化温度15 ℃时PUFA 含量随着熟化时间的延长而降低40 d 时含量最小,之后含量上升没有显著性差异,25 ℃和40 ℃熟化条件下PUFA 含量变化趋势相似,25 ℃条件下熟化前期0~20 d PUFA 含量逐渐下降,有显著性差异(P<0.05),20~40 d 时PUFA 含量显著增加(P<0.05),40 d 后PUFA 无显著差异,40 ℃条件下熟化前期0~10 d PUFA 含量显著下降(P<0.05),10~40 d 时PUFA 含量显著升高(P<0.05),40 d 后PUFA 含量有所下降;SFA 含量增加的速率与PUFA 含量减少的速率相对应,小麦粉SFA 含量熟化前期(10~30 d)显著高于未经熟化的(P<0.05),熟化后期40~60 d 时,15、25、40 ℃条件下的SFA 含量有显著性差异(P<0.05),40 ℃条件下的SFA 含量最高,25 ℃下SFA 含量底。这可能是因为小麦粉熟化前期氧化水平高导致SFA 含量增加和PUFA 含量降低,而熟化后期氧化水平降低,所以PUFA 含量升高,SFA 含量降低,SFA 含量越低表明小麦粉氧化水平越低[18],40 d 时小麦粉氧化程度由高氧化速率转变为低氧化速率,熟化后期25 ℃条件下SFA 含量比15、40 ℃的低,因此,熟化条温度25 ℃时小麦粉品质良好。

2.4 小麦粉熟化期间过氧化值变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉过氧化值变化规律如图3 所示。

图3 小麦粉样品在熟化过程中过氧化值变化规律
Fig.3 Changes of peroxidation value of wheat flour samples during maturation

大写字母表示相同熟化时间下不同熟化温度的显著性分析;小写字母表示不同熟化时间下同一温度的显著性分析;不同字母表示差异显著(P<0.05)。

在脂质氧化的初始阶段,脂质自由基与氧发生反应,生成脂质氢过氧化物作为初级氧化产物。由图3可知,随着小麦粉熟化时间的延长,3 种熟化温度小麦粉的过氧化值整体上均呈现显著升高的趋势(P<0.05),熟化温度不同小麦粉样品的过氧化值增幅不同,3 种熟化温度均在熟化30 d 时达到最大值,3 种温度下的过氧化值依次分别为0.127 mmol/kg(15 ℃)、0.137 mmol/kg(25 ℃)、0.146 mmol/kg(40 ℃),与未经熟化的小麦粉0.098 mmol/kg 存在显著差异(P<0.05),因此,随熟化温度的升高,过氧化值逐渐增大,说明随熟化温度的升高小麦粉氧化程度增大。这与Sun等[19]的研究结果一致。25 ℃熟化温度下小麦粉的过氧化值变化规律整体上和40 ℃熟化温度下小麦粉的过氧化值相同,40 d 时过氧化值下降速率均为11%,存在显著差异(P<0.05)。熟化温度15 ℃小麦粉的过氧化值在30 d 后缓慢降低。这可能是因为小麦粉熟化初期多不饱和脂肪酸的快速氧化导致过氧化值迅速增大;过氧化物值降低是多不饱和脂肪酸含量的升高导致氢过氧化物产率降低,同时氢过氧化物在过氧化物酶的作用下生成水或者被氧化为次级代谢产物[20]

2.5 小麦粉熟化期间共轭二烯变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉共轭二烯变化规律如图4 所示。

图4 小麦粉样品在熟化过程中共轭二烯值变化规律
Fig.4 Changes of conjugated diene values in wheat flour samples during maturation

大写字母表示相同熟化时间下不同熟化温度的显著性分析;小写字母表示不同熟化时间下同一温度的显著性分析;不同字母表示差异显著(P<0.05)。

小麦粉在熟化过程中不饱和脂肪酸发生氧化反应,形成过氧化物。过氧化物进一步分解,产生自由基,这些自由基可以与其他脂肪酸中的双键发生反应,形成共轭二烯[21]。由图4 可知,随小麦粉熟化时间的延长,3 种熟化温度小麦粉的共轭二烯值整体上均呈现显著升高的趋势(P<0.05),随熟化温度的升高,共轭二烯值逐渐增大。25、40 ℃条件下小麦粉熟化过程中的共轭二烯值变化规律基本相同,熟化前期0~30 d 共轭二烯值升高,40 d 时共轭二烯含量显著下降(P<0.05),40~60 d 含量又呈现上升趋势,15 ℃条件下随着熟化时间的延长,共轭二烯值变化较小,在10 d 时含量最低,20~40 d 时较稳定无显著性差异,50 d 时又出现拐点。这可能是因为15 ℃条件下温度较低。小麦粉中的脂质氧化水平低,随熟化温度的升高,小麦粉氧化水平升高,共轭二烯值含量也升高,所以一定范围内熟化温度与共轭二烯值呈现正相关;随熟化时间的延长,小麦粉中的脂质氧化反应会逐渐减缓,产生的自由基和过氧化物也会逐渐减少,导致共轭二烯的分解速度减缓[22]

2.6 小麦粉熟化期间丙二醛变化规律

不同温度不同熟化时间小麦粉丙二醛变化规律如图5 所示。

图5 小麦粉样品在熟化过程中的丙二醛含量变化规律
Fig.5 Changes of malondialdehyde content in wheat flour samples during maturation

大写字母表示相同熟化时间下不同熟化温度的显著性分析;小写字母表示不同熟化时间下同一温度的显著性分析;不同字母表示差异显著(P<0.05)。

小麦粉在进一步的熟化过程中,脂质的初级氧化产物可产生次级氧化产物,包括醛、酮、环氧化物、羟基化合物、低聚物和聚合物[6]。丙二醛是次级氧化产物中最为丰富的醛之一,也是最常用的氧化标记物[23]。由图5 可知,15 ℃熟化温度下小麦粉的丙二醛含量0~30 d 时快速升高。50 ~60 d 时缓慢降低,无显著性差异,在30 d 丙二醛含量最大,40 d 时含量最小,有显著性差异(P<0.05)。25、40 ℃熟化温度下小麦粉的丙二醛含量变化规律基本是一致的,40 d 时丙二醛含量最低,存在显著性差异(P<0.05),之后含量升高。这可能是因为在熟化初期,小麦粉中的脂质开始氧化,导致丙二醛含量升高;熟化过程中,小麦粉中的酶可能参与丙二醛的产生过程,随时间的延长,酶可能失活或受到抑制,导致丙二醛的产生量逐渐减少;丙二醛不仅可以通过氧化反应生成,还可以通过一些其他反应逐渐转化为其他化合物,丙二醛可以与氨基化合物反应生成氨基甲酸酯[24],从而降低丙二醛的含量。

3 讨论与结论

小麦粉熟化过程中总脂肪含量逐渐降低,甘油三酯在脂肪酶的作用下最终水解为脂肪酸,而脂肪酸含量并不是呈现逐渐增加的趋势,因为脂肪酸在熟化过程中是动态氧化过程,所以熟化前期(0~20 d)脂肪酸含量降低,且脂肪酸在脂肪氧合酶的氧化作用下导致过氧化值和共轭二烯的快速增加,小麦粉熟化前期脂质的水解和氧化迅速,熟化后期脂质的水解和氧化呈现降低的现象,所以造成多不饱和脂肪酸含量升高;熟化温度25 ℃条件下与15、40 ℃相比甘油三酯的含量高、脂肪酸值低、饱和脂肪酸相对含量较低,过氧化值、共轭二烯和丙二醛处于中间水平,故25 ℃熟化温度下小麦粉稳定性最好;熟化温度25 ℃时,随熟化时间延长至40 d 时小麦粉共轭二烯、过氧化值和丙二醛开始从高氧化水平转变为低氧化水平。综上所述,25 ℃下熟化40 d 时,小麦粉脂质稳定性较好,本研究为小麦粉的熟化及加工提供理论依据。

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Changes of Lipids in Maturation Process of Wheat Flour

CHEN Yanyan,YU Yingtao,ZHANG Huihui,AN Xin,GONG Wei,WANG Jinshui*
(School of Biological Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,Henan,China)

Abstract:This study explored changes of lipid content,crude fat triglycerides,fatty acid composition and content,metabolites peroxide value,conjugated diene,and malondialdehyde content during the wheat flour maturation process.The results show that the total lipid and conjugated lipid content in the wheat flour maturation process showed an overall decreasing trend.The free lipid content showed a decreasing trend in the prematuration period(0-30 d),which changed little in the late ripening period(30-60 d),with the fat being constantly consumed.Triglycerides were eventually hydrolyzed to monoglycerides and fatty acids,and the latter showed an up-and-down trend.The fatty acid in wheat flour mainly consisted of linoleic acid,and with the prolongation of the maturation time,the linoleic acid content decreased,increased,and then decreased again at 25 ℃and 40 ℃,while the linoleic acid content decreased and then increased at 15 ℃.As the maturation temperature of wheat flour was higher,the conjugated diene and peroxide value increased faster.The content of malondialdehyde was negatively correlated with the temperature.

Keywords:wheat flour;lipids;maturation;fatty acids;metabolites

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2024.14.003

基金项目:国家自然科学基金面上项目(32372400)

作者简介:陈艳艳(1998—),女(汉),硕士研究生,研究方向:生物学。

*通信作者:王金水,教授。

引文格式:

陈艳艳,郁映涛,张慧慧,等.小麦粉熟化过程中脂类变化规律研究[J].食品研究与开发,2024,45(14):16-22.

CHEN Yanyan,YU Yingtao,ZHANG Huihui,et al.Changes of Lipids in Maturation Process of Wheat Flour[J].Food Research and Development,2024,45(14):16-22.

加工编辑:王雪

收稿日期:2024-01-25